密度泛函理论(DFT)

摘要： 采用太赫兹时域光谱技术测量了3,4-二氯苯胺和2,5-二氯苯胺在0.2~2 THz波段的吸收谱,3,4-二氯苯胺在1.00 THz,1.48 THz,1.88 THz处有3个吸收峰,2,5-二氯苯胺在0.83 THz,1.04 THz,1.17 THz处有3个吸收峰,吸收峰峰位强度也有明显不同。采用密度泛函理论进行理论光谱计算,理论光谱与实测光谱一致性良好。结果表明通过太赫兹时域光谱技术可以实现3,4-二氯苯胺和2,5-二氯苯胺2种同分异构体的指纹检测,为太赫兹波段有明显特征吸收峰的毒性物质检测提供了一种快速、准确的方法。

摘要： 通过量子力学的密度泛函理论(DFT)模拟,对全钒液流电池电解液中四、五价态钒离子的结构稳定性进行了系统地研究。本文以正极电解液V^(5+)和V^(4+)与V=O双键为基础,结合H_(2)O、HSO_(4)^(-)、SO_(4)^(2-)基团,根据拉曼光谱的结果、钒离子的价态、八面体配位结构的稳定性,设计了V(=O)(HSO_(4))(SO_(4))(H_(2)O)_(3)和V(=O)(SO_(4))(H_(2)O)_(4)结构。通过结构稳定性和氧化还原反应的模拟,对钒电池的储能机制提出了一个合理的解释。本文采用的模型和计算方式,对于其他类型钒离子在全钒液流电池的存在形式和作用具有借鉴意义,从而对全钒液流电池改性提供理论上的支持。

摘要： 基于密度泛函理论(DFT),通过量子化学计算研究了主要的石油卟啉,包括ETIO、DPEP、DI-DPEP、RHODO-ETIO、RHODO-DPEP或RHODO-DI-DPEP型和Ni^(2+)/VO^(2+)形成的金属卟啉配合物的分子结构、电子特性、解离能等。卟啉环的空腔尺寸、电荷分布、共轭特性均使其易于与Ni^(2+)/VO^(2+)发生络合,且配合物结构稳定。空间效应和竞争吸附使得VO^(2+)-卟啉配合物中的V原子和卟啉环不共面,VO^(2+)-卟啉环的配位作用弱于Ni^(2+)-卟啉环,因此Ni的脱除通常比V困难。Ni^(2+)/VO^(2+)-卟啉配合物表现出显著的取代基效应:供电子的环烷基促进了卟啉环和Ni^(2+)/VO^(2+)的配位;吸电子的苯基削弱了卟啉环和Ni^(2+)/VO^(2+)的配位。对原油中Ni^(2+)/VO^(2+)-卟啉化合物配位化学特性的研究,对于原油脱Ni/V技术的开发与改进具有一定的理论指导作用。

摘要： 以HFAU分子筛为研究对象,噻吩为探针分子,采用周期性密度泛函理论的方法探索Al(OH)^(2+)和Al^(3+)非骨架铝物种对Brønsted酸(简称B酸)性质的影响。通过对分子筛酸性位结构特性和电子性质的分析发现,Al^(3+)非骨架铝物种的Lewis酸(简称L酸)强度高于Al(OH)^(2+)非骨架铝物种,两个方向的Al(OH)^(2+)羟基非骨架物种具有相似的电荷性质,即相似的酸强度。电子性质结合去质子化能的结果发现,1-HFAU/Al(OH)^(2+)、2-HFAU/Al(OH)^(2+)和HFAU/Al^(3+)分子筛B酸中心具有相似的酸强度(1045±11)kJ/mol。由此可得Al(OH)^(2+)非骨架铝物种羟基方向的差异及Al(OH)^(2+)和Al^(3+)非骨架铝物种L酸强度的差异不影响B酸中心的酸强度。通过模拟噻吩分子的吸附发现,HFAU/Al^(3+)分子筛中噻吩易于吸附在Al^(3+)位(归因于Al^(3+)中心的强L酸强度)。而HFAU/Al(OH)^(2+)分子筛中的噻吩会优先吸附在B酸位(归因于Al(OH)^(2+)物种自身的结构特性)。此外,Al(OH)^(2+)非骨架铝物种可以对吸附在B酸位的噻吩施加一个弱的相互作用(色散作用)促进噻吩的吸附。吸附的模式依赖Al(OH)^(2+)物种的结构和羟基的方向。此项工作从电子层面探究了主体HFAU分子筛(含非骨架铝)和客体噻吩分子的本征特性,揭示了活性位间的协同作用模式。

摘要： α-羟基-3,6-二烯化合物的质谱离子化特征独特,易形成脱羟基离子,采用大气压化学电离飞行时间质谱(APCI-TOF MS)检测该类化合物,谱图中会产生明显的[M-OH]^(+)峰。通过研究该类化合物的脱羟基过程及质谱裂解规律发现:芳香族-α-羟基-3,6-二烯化合物(Ⅰ)因邻位的共轭π键导致其可直接脱去羟基形成[M-OH]^(+)离子;脂肪族-α-羟基-3,6-二烯化合物(Ⅱ)则形成脱水质子加合离子[M-H_(2)O+H]^(+);而Ⅰ类化合物脱水后加合质子也可形成共轭结构,倾向于Ⅱ类化合物形成离子过程。结合密度泛函理论(DFT)模拟和高分辨质谱正离子模式,验证了α-羟基-3,6-二烯化合物可能存在直接脱羟基(Ⅰ)和脱水质子加合(Ⅱ)2种正离子形成过程。本研究可为α-羟基-3,6-二烯化合物及其同类型化合物的结构鉴定提供参考,为质谱离子规范书写及裂解规律解析提供理论基础。

摘要： 采用密度泛函理论(DFT)方法,研究平面星形CBe_(5)Li^(+)_(5)超碱离子团簇的结构及其储氢性能.结果表明,平面星形D 5h结构的CBe_(5)Li^(+)_(5)超碱离子团簇具有较高的热力学稳定性,氢分子能在Li+周围发生吸附,且每个Li+周围能有效吸附三个氢分子.结构的稳定性及合适的吸氢性能表明平面星形CBe_(5)Li^(+)_(5)超碱离子团簇在常温常压条件下可能作为较好的储氢媒介.

摘要： 此文用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,分别研究了本征、掺Cd、掺Sr的Mg_(2)Ge的能带结构、电子态密度和光学性质.研究结果表明,本征Mg_(2)Ge是一种间接带隙半导体,带隙值为0.228 eV.Sr的掺入使其变成带隙为0.591 eV的直接带隙半导体,Cd掺杂Mg_(2)Ge后表现出半金属性质.掺杂后的主要吸收峰减小,吸收谱范围增加.在可见光能量范围内,掺杂的Mg_(2)Ge有更低的反射率,对可见光的利用率增强.此外,掺杂还提高了高能区的光电导率.

摘要： 采用多种手段研究了金矿石中白云母对氰化浸出液中的金吸附效应。吸附试验考察了不同粒级白云母对溶液中金吸附率的影响,结果表明,白云母粒度越细,溶液中金的吸附率越高,吸附率由1.29%提高至5.35%;电化学溶解实验表明,白云母粒度越小,金的溶解速率越大;对浸金产物的扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析表明,金的氰化络合物易吸附在白云母端点处;红外光谱分析显示,金氰化物与白云母存在化学吸附。密度泛函理论(DFT)模拟计算结果显示,金氰化物与白云母(001)表面的吸附强度为[Au(CN)_(2)]^(-)>AuCN。

摘要： 采用密度泛函方法研究两种单原子催化剂PdMg4O4和PdMg14O13催化乙炔三聚环化制苯的反应机理,在B3LYP/Lanl2dz水平下优化得到反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型,计算结果表明:该反应为单重态反应放热过程.在反应过程中,电子从单原子催化剂流向CnHn(n = 2,4,6),即单原子催化剂是电子供体,CnHn(n = 2,4,6)是电子受体.PdMg14O13催化乙炔三聚成环时的反应能垒较PdMg4O4低,PdMg14O13催化剂具有更好的催化效果,催化反应更容易进行.

摘要： 为了探究团簇NiMo3P的微观电子性质,在B3LYP泛函的条件下,文章采用Lanl2dz基组对Ni、Mo、P的价电子进行描述,并运用密度泛函理论(density functional theory,DFT)对团簇NiMo3 P进行优化计算后,得到9种优化构型,其中四重态4种,二重态5种.对团簇NiMo3 P的电子性质进行分析,结果表明:在团簇NiMo3 P中,电子主要是由Mo原子流向Ni原子;在团簇NiMo3 P的内部,电子是由各原子的s轨道流向p、d轨道.从电子自旋密度分布角度分析可得构型1(4)的稳定性最好,电子自旋密度分布是影响团簇稳定性的重要因素,但不起决定性作用.

摘要： 引入计算TNAD及其衍生物的分子体积和密度的方法,计算了TNAD及其衍生物的晶胞参数和物理化学性能参数,结果表明它们与RDX、HMX和TNT结构类似,能够作为含能添加剂用于固体推进剂中;采用Kamlet公式计算它们的爆压与爆速得出TNAD比其衍生物更具有做功能力,因此应用价值更高;采用键能与基团加和法对TNAD及其衍生物的生成焓进行估算,结果表明其热化学性质同RDX和HMX相似,可在推进剂中取代它们加以应用;通过与RDX、HMX等氮杂环硝胺类含能化合物的结构和性质对比分析,发现TNAD在热感度性质和做功能力等方面优于RDX和HMX,可以预测TNAD在推进剂中将具有广阔的应用前景。

摘要： 引入计算TNAD及其衍生物的分子体积和密度的方法,计算了TNAD及其衍生物的晶胞参数和物理化学性能参数,结果表明它们与RDX、HMX和TNT结构类似,能够作为含能添加剂用于固体推进剂中;采用Kamlet公式计算它们的爆压与爆速得出TNAD比其衍生物更具有做功能力,因此应用价值更高;采用键能与基团加和法对TNAD及其衍生物的生成焓进行估算,结果表明其热化学性质同RDX和HMX相似,可在推进剂中取代它们加以应用;通过与RDX、HMX等氮杂环硝胺类含能化合物的结构和性质对比分析,发现TNAD在热感度性质和做功能力等方面优于RDX和HMX,可以预测TNAD在推进剂中将具有广阔的应用前景。

摘要： 引入计算TNAD及其衍生物的分子体积和密度的方法,计算了TNAD及其衍生物的晶胞参数和物理化学性能参数,结果表明它们与RDX、HMX和TNT结构类似,能够作为含能添加剂用于固体推进剂中;采用Kamlet公式计算它们的爆压与爆速得出TNAD比其衍生物更具有做功能力,因此应用价值更高;采用键能与基团加和法对TNAD及其衍生物的生成焓进行估算,结果表明其热化学性质同RDX和HMX相似,可在推进剂中取代它们加以应用;通过与RDX、HMX等氮杂环硝胺类含能化合物的结构和性质对比分析,发现TNAD在热感度性质和做功能力等方面优于RDX和HMX,可以预测TNAD在推进剂中将具有广阔的应用前景。

摘要： 引入计算TNAD及其衍生物的分子体积和密度的方法,计算了TNAD及其衍生物的晶胞参数和物理化学性能参数,结果表明它们与RDX、HMX和TNT结构类似,能够作为含能添加剂用于固体推进剂中;采用Kamlet公式计算它们的爆压与爆速得出TNAD比其衍生物更具有做功能力,因此应用价值更高;采用键能与基团加和法对TNAD及其衍生物的生成焓进行估算,结果表明其热化学性质同RDX和HMX相似,可在推进剂中取代它们加以应用;通过与RDX、HMX等氮杂环硝胺类含能化合物的结构和性质对比分析,发现TNAD在热感度性质和做功能力等方面优于RDX和HMX,可以预测TNAD在推进剂中将具有广阔的应用前景。

摘要： 引入计算TNAD及其衍生物的分子体积和密度的方法,计算了TNAD及其衍生物的晶胞参数和物理化学性能参数,结果表明它们与RDX、HMX和TNT结构类似,能够作为含能添加剂用于固体推进剂中;采用Kamlet公式计算它们的爆压与爆速得出TNAD比其衍生物更具有做功能力,因此应用价值更高;采用键能与基团加和法对TNAD及其衍生物的生成焓进行估算,结果表明其热化学性质同RDX和HMX相似,可在推进剂中取代它们加以应用;通过与RDX、HMX等氮杂环硝胺类含能化合物的结构和性质对比分析,发现TNAD在热感度性质和做功能力等方面优于RDX和HMX,可以预测TNAD在推进剂中将具有广阔的应用前景。

摘要： 基于密度泛函和杂化泛函计算Si的缺陷移动的方法，本发明涉及计算Si的缺陷移动的方法。本发明目的是为了解决现有采用密度泛函方法获得Si的缺陷移动能量的准确率低的问题。过程为：得到Si的晶格参数；得到Si能量最低点的晶格参数；根据晶格参数和禁带宽度得到模拟结果和实验结果一致；使用密度泛函和CLNEB方法计算双空位分离过程中能量的变化，以及得出Si原子不同带电量下的原子结构，并根据这些结构采用杂化泛函方法计算双空位分离过程中能量的变化。本发明用于计算Si的缺陷移动的领域。

摘要： 本发明公开了一种基于密度泛函理论预测氧化铝纤维前驱体溶胶可纺性的方法，基于密度泛函理论，在B3LYP水平上具体选择使用基组对不同铝盐进行结构优化，比实验更方便、更直观地获得不同铝盐的稳态分子构型，并得到相应前驱体溶胶低聚物的微观结构；利用多功能波函数分析软件对所得前驱体溶胶微观结构进行表面静电势分析，获得其反应特性以预测前驱体溶胶的可纺性，为实验制备高可纺性氧化铝纤维前驱体溶胶奠定坚实的理论依据。

摘要： 一种基于密度泛函理论计算提高富锂铁锰基正极材料性能的改性方法，属于锂离子电池正极材料领域。包括以下步骤：通过VESTA软件建构基础计算模型，并使用VASP软件计算Li2MnO3体系在过渡金属元素铌(Nb)掺杂前后的态密度、能带、Bader电荷结果，分析结果表明Nb的掺杂有助于改善体系结构稳定性；实验中用溶胶凝胶法合成Nb掺杂前后的富锂铁锰基正极材料，结果显示Nb掺杂提升了材料的循环性能和倍率性能。本发明通过密度泛函理论计算探究Nb掺杂机理，确定Nb为掺杂元素，并通过实验验证Nb实际掺杂影响，为富锂铁锰基正极材料的改性发展提供思路，打下基础。

摘要： 基于密度泛函和杂化泛函计算Si的缺陷移动的方法，本发明涉及计算Si的缺陷移动的方法。本发明目的是为了解决现有采用密度泛函方法获得Si的缺陷移动能量的准确率低的问题。过程为：得到Si的晶格参数；得到Si能量最低点的晶格参数；根据晶格参数和禁带宽度得到模拟结果和实验结果一致；使用密度泛函和CLNEB方法计算双空位分离过程中能量的变化，以及得出Si原子不同带电量下的原子结构，并根据这些结构采用杂化泛函方法计算双空位分离过程中能量的变化。本发明用于计算Si的缺陷移动的领域。

摘要： 本发明提供了一种基于密度泛函理论设计筛选新型钠盐的方法。本发明提出的小分子官能团替换以及基于密度泛函理论，进行新型钠盐结构设计的模拟方法，利用量子力学DFT理论计算方法对DFOP‑、DFOB‑和BOB‑官能团的氧化还原性进行理论研究，从理论上对钠盐的几何结构和电子结构进行深入分析，开发出氧化还原稳定性和解离性高的新型钠盐结构，大大减少了钠盐结构设计上的人力物力投入，更降低了相应的时间成本。

摘要： 一种基于密度泛函理论的层状双金属氢氧化物钢筋阻锈剂设计方法，包括以下步骤：(1)通过建立层状双金属氢氧化物超晶胞模型，基于密度泛函理论对比分析氯离子、具有缓蚀性能的阴离子与层状双金属氢氧化物层板的结合能，筛选出具有高效捕捉氯离子性能的层状双金属氢氧化物；(2)通过建立铁表面超晶胞模型，基于密度泛函理论计算具有缓蚀性能的阴离子与铁表面的相互作用及稳定性，优选出对钢筋具有优异阻锈性能的阴离子；(3)结合(1)和(2)计算结果，设计出同时具有高效捕捉氯离子性能和优异阻锈性能的层状双金属氢氧化物钢筋阻锈剂。

摘要： 本发明提供了一种密度泛函理论展开项改进的方法、装置及存储介质，包括获取吸附质和吸附剂的参数信息；根据参数信息，建立吸附质在不同的孔径宽度范围内的吸附剂上的巨正则蒙特卡罗模型，并根据巨正则蒙特卡罗模型模拟不同温度、压力和化学势条件下，吸附质在不同孔宽度的吸附剂上的吸附行为，获得相应的吸附量和局部密度作为深度学习的样本；利用卷积核函数以及吸附质的参数信息表示加权密度；构建用于描述过剩自由能展开项的卷积神经网络，对卷积神经网络进行训练，以每次训练得到的局部密度作为输出构建损失函数确定经典密度泛函理论过剩自由能展开项。利用上述技术方案，获得改进的经典密度泛函展开项，从而提升气体吸附表征的精度。

摘要： 本发明公开了一种基于密度泛函理论设计多孔材料特异性吸附苯的方法，采用理论计算的方法，利用乙醛基团修饰吸附模型，设计构建对苯分子有特异性吸附的吸附模型，基于密度泛函理论，利用量子化学程序对乙醛基团修饰的吸附模型进行结构优化和单点能计算得到量子化学计算结果文件，利用量子化学和波函数分析的方法，对所设计的多孔材料吸附模型进行弱相互作用理论分析，研究MOFs多孔材料吸附模型对苯的吸附作用，从而获取对苯有特异性吸附的MOFs框架结构，为特异性吸附苯奠定坚实的理论依据。相比于直接采用实验室“试错式”吸附法，可准确高效地研究吸附机理，比实验更方便、更直观地获得特异性吸附苯的多孔材料结构。

摘要： 本发明提供了一种基于密度泛函理论预测高压环境下钙钛矿材料热电性能的方法，包括以下步骤：步骤1，对材料进行结构优化，获得优化后的晶胞结构；步骤2，基于步骤1中优化的结构作为初始结构，再进行结构优化，获得模型；步骤3，结构优化计算完成后进行材料的自洽计算，从而获得材料的电子输运性质；步骤4，基于步骤3得到的结果，估算材料在高压环境下的功率因子。本发明方法在整个过程中不涉及实验和不使用化学用品，不产生化学污染，符合绿色环保理念；且本发明成本较低、操作简单、准确性高、应用广泛且重复性好，易于实现，适合推广应用。

摘要： 本发明涉及绝缘气体技术，具体涉及基于密度泛函理论的求解分子截面寻找替代SF6的方法，通过密度泛函理论下的B3LYP方法及6‑311G+(d,p)基组对分子的构型进行优化，选择最优分子结构，通过计算分子之间吸引力和斥力，当吸引力和排斥力达到平衡时，认定两个分子的构型中心的垂直距离为分子截面。将分子截面通过玻尔兹曼方程求解电子能量分布函数，判断电离系数与附着系数的数值，从而确定该气体的介电强度；将该气体的介电强度与SF6比对，若低于SF6的介电强度，则舍弃该气体作为替代气体；若高于SF6的介电强度，则将该气体作为替代气体。该能快速确定新型气体物质的介电强度，为寻找SF6替代气体提供了方便。